蜂窝芯超声切削加工工艺因其绿色环保等优点,逐渐在航天航空制造领域得到广泛运用。超声匕首刀作为该特种加工工艺中的核心部件,需要兼顾传统匕首类刀具以及超声纵振模态双重特性要求,刀具刃形主要呈现出多刃面、薄片、长悬臂等几何形状特点,进而导致此类刀具弯曲刚度偏小,在刃磨时极易产生变形误差,降低超声匕首刀的刃面成形精度,从而影响此类刀具的超声切削加工性能。本文以超声匕首刀为对象,开展刃磨变形预测和刃磨变形的主动控制方法研究,旨在提高超声匕首刀的刃磨质量,也可为其他类似薄片细长刀具的磨削力及变形预测提供理论借鉴。论文主要工作内容如下:1.构建了变刃宽磨削力模型。针对匕首刀锥形刃面的刃磨宽度沿进给方向动态变化的特点,引入一种磨削接触区等效映射方法,基于单颗磨粒磨削机理和平均体积法推导出磨屑形成力、磨屑流出产生的摩擦力和磨粒滑擦力的表达式,然后在其基础上构建出变刃宽磨削力模型,并通过磨削实验验证了模型的准确性。利于后续程序化计算分析匕首刀实际磨削时的磨削力和变形量。2.研究了刃磨变形的主动预测方法。针对匕首刀的薄片、长悬臂、弱刚度等特点,基于磨削力和变形量之间的耦合机理提出一种融合ANSYS和MATLAB的变形量预测方法,利用APDL语言构建超声匕首刀参数化模型,将匕首刀具几何特征的建立、材料属性定义等程序化;MATLAB作为主控程序运用迭代算法重复调用APDL进行变形量的耦合计算,实现变形量计算程序的自动化,较好地提高了计算效率和预测精度。3.开发了匕首刀磨削误差主动补偿模块。基于镜像补偿原理提出变形误差耦合补偿总体方案,采用“割线法”替代传统的“不动点迭代法”计算离散点的磨削变形量,提高了计算效率;运用三次样条曲线重构补偿轮廓,保证各离散点光滑连接,并通过变步长直线插补方法将补偿曲线转化直线段,提高了补偿程序的适用性。最后,基于MATLAB集成磨削变形量计算、主动补偿和补偿程序生成模块,开发了超声匕首刀参数化编程界面,实现补偿程序自动生成功能,提高了编程效率,操作便捷。